基于离散单元法的锥形双螺杆输送及混合机理分析

锥形双螺杆挤出机结构模型与其他普通螺杆挤出机相差很大且构成独特,近年来在聚合物加工行业中发挥了很大的作用。设计螺槽深度与螺杆半径比为1∶2、2∶5、1∶3的三种锥形双螺杆挤出机,通过离散单元法模拟了锥形双螺杆挤出机挤出LDPE、HDPE两种颗粒的过程,分析了锥形双螺杆挤出机螺槽内颗粒速度的变化,同时在不同参数下对三种锥形双螺杆挤出机的输送效率进行了比较。利用EDEM软件对LDPE和HDPE颗粒进行离散元分析,得出不同时刻两种颗粒在三种锥形双螺杆挤出机内的混合情况。结果表明,螺槽深度与螺杆半径比为1∶2的锥形双螺杆挤出机的混合效率优于螺槽深度与螺杆半径比为2∶5、1∶3的锥形双螺杆挤出机。     

基于离散单元法的大豆力学特性研究

针对大豆颗粒粒径较大的特点,在室内大豆直剪试验的基础上标定大豆相应细观参数,采用离散单元法建立大型大豆直剪试验数值模型,验证了离散单元法模拟大豆直剪试验的可行性。分别设定试样的剪切速率、仓壁材料以及含水率为3个单一变量,其他参数为不变量,研究3个变量对大豆相关力学特性的影响,结果表明:试样的剪切速率在一定范围内变化时,大豆的抗剪强度峰值与内摩擦角变化不明显,但内部黏聚力由6. 12 k Pa增大至9. 31 kPa;在仓壁材料由光滑面变为混凝土板的过程中,大豆的内摩擦角由26. 9°增大至32. 33°,抗剪强度峰值也出现了一定程度的增长,但其内部的黏聚力保持相对稳定;不同含水率的大豆的抗剪强度不同,在大豆含水率由12%增长至21%时,大豆的内摩擦角由26. 9°增大至32. 5°,内部黏聚力由6. 12 kPa增大至11. 01 kPa。     

基于离散单元法的氢氧化锂粉末螺旋输送机优化设计

针对氢氧化锂粉末在螺旋输送机上出现的输送不稳定、不均匀等问题,采用离散单元法对氢氧化锂粉末螺旋输送机进行了优化设计。首先,通过离散单元法建立氢氧化锂粉末螺旋输送机的仿真模型;其次,以螺旋轴径、螺距和转速为试验因素,以平均质量流量和输送稳定性变异系数为评价指标,设计了三因素三水平Box-Behnken正交试验;最后,分析各试验因素对输送稳定性的影响,并进行参数优化和出料口螺杆的优化设计。试验结果表明：各因素对氢氧化锂粉末螺旋输送机输送稳定性的影响大小依次为：转速、螺距、螺旋轴径。以平均质量流量333 g/s为设计目标,当参数组合为螺旋轴径26 mm、螺距75 mm、转速108 r/min时,得到最小输送稳定性变异系数为20.65%,但未满足输送稳定性要求。为进一步提高输送稳定性,基于以上参数组合,将出料口位置处的螺杆设计成无螺旋叶片,仿真试验表明：输送稳定性变异系数为8.96%,满足输送稳定性变异系数小于10%的要求。该研究可为氢氧化锂粉末螺旋输送机的优化设计提供一定的参考。     

离散单元法在边坡稳定性分析中应用的研究

离散单元法(DEM)是由Cundll于1971年提出的。现已被广泛用于放矿、崩落采矿法等工艺的研究,但将离散单元法(DEM)用于边坡分析实例的报导还没有。本文将离散单元法同极限平衡方法进行了分析对比,并对山西太原钢铁公司峨口铁矿台阶边坡进行了DEM分析。     

离散单元法模拟颗粒在斜板上运动及分离过程

为了考察颗粒流的分离机制,基于离散单元法数值模拟了颗粒流在斜板上的运动和分离过程.进行了不同粗糙度斜板上等密度不同粒径的颗粒流,以及等粒径不同密度的颗粒流分离状况的模拟.结果表明:等密度不同粒径的颗粒流在斜板上流动时出现了明显的分离情况,且在表面粗糙度大的斜板上颗粒流的分离更加明显,而等粒径不同密度的颗粒流在斜板上流动时没有明显的分离情况.研究结果对理解颗粒流的分离机制具有指导作用.     

基于离散单元法的回转窑物料崩落运动及接触力链研究

考虑颗粒物料的离散性质,采用离散单元法建立物料的运动模型,模拟物料的塌落和滚落运动过程,并分析物料颗粒之间的接触力分布及力链结构.结果表明：滚落模式的颗粒相互碰撞剧烈;滑移与塌落的分界线呈幂函数曲线,物料填充率过小易导致滑移;强力链约占力链总数40%,分布在物料底层近90%的厚度区域,而物料表层10%厚度为弱力链区域;塌落、滚落运动中颗粒的崩落主要发生在力链易断裂的弱力链区域;力链近似对数正态分布,切向力是导致力链断裂和表层颗粒崩落的因素.     

新型单螺杆挤出机组合螺杆混合特性分析

螺杆的几何构型对单螺杆挤出机混合特性具有重要的影响。选取三种具有特殊构型的六菱形螺纹元件、四菱形螺纹元件和齿形螺纹元件,设计了三种针对不同加工工艺要求的新型单螺杆挤出机组合螺杆,研究了聚乳酸在三种组合螺杆中的流动和混合特性。结果表明,在组合螺杆压力交界处产生了较大的压力梯度;菱形螺纹元件可为物料提供高拉伸作用,流体在流道中停留时间较短,混合性能较差;齿形螺杆元件既可为物料提供高剪切作用,也可提供高拉伸作用,停留时间较长,混合效果较好。     

基于离散单元法的人工骨材料微观结构研究

人工骨支架的孔隙率是影响体液在人工骨内部循环和细胞在内部生长能力的重要参数.利用离散单元法分析人工骨支架制备过程中羟基磷灰石微球的堆积过程,根据每一时刻各颗粒间的相互作用计算接触力,再运用牛顿第二定律计算单元的运动参数,从而实现对运动情况的预测.在颗粒的碰撞过程中,运动的颗粒必然趋于稳定,最终计算出稳定状态下人工骨支架的孔隙率和配位数.利用掺杂可溶解生物微球的方法调节人工骨支架的孔隙率和配位数,对人工骨支架孔隙率进行控制,实现了按照个体差异制备人工骨支架.对比前人晶格理论计算人工骨孔隙率的方法,验证了晶格理论的可行性,同时也体现了离散单元法的准确性.     

离散单元法及其工程应用进展研究

离散单元法是20世纪70年代发展起来的一种解决非连续介质问题的数值计算方法。分析了离散单元法的基本原理及其在国内外的研究进展,探讨了离散单元法在岩土工程、结构工程以及动力分析等方面的应用。     

基于离散元法的双螺旋输送机物料输送和受力特性分析

针对双螺旋输送机输送及内部受力问题,基于离散单元法,借助离散元分析软件EDEM,根据Hertz接触理论,建立了物料颗粒与颗粒之间、颗粒与装置之间的接触模型;在物理与几何参数不同的情况下,分析了双螺旋输送机对物料颗粒输送特性的影响.结果表明,颗粒在双螺旋输送机内的运动以直线运动为主,周向运动为辅;改变轴距对双螺旋输送机物...     

基于离散元的岩石单轴压缩实验模拟及断裂特性分析

利用20 t级单轴实验机对大庆三肇地区深层岩石进行单轴压缩实验。基于室内实验力学得到岩石物理参数及单轴压缩所能测出的接触参数,通过离散元软件虚拟参数标定得到与室内实验相似力学性质的模拟岩石试样,并通过离散元软件EDEM对该岩石试样进行单轴压缩实验模拟,得到应力⁃应变曲线,通过对应力⁃应变曲线得到阶段性的破坏过程,研究了在单轴应力条件下岩石破坏的阶段性形态及微观的力链断裂特征及不同时刻黏结键数目与时间的关系。研究表明,在单轴压缩过程中脆性岩石没有较大的变形,力链断裂的方式为直接断裂,没有发生很大的形变。产生这种破坏的原因可能是岩石中裂隙的发生和发展的结果。     

高速滚珠丝杠副弹性变形的有限元分析

对于高速滚珠丝杠副,考虑螺旋升角的影响,建立了滚珠丝杠副的受力模型,利用有限元方法分析计算了螺旋升角对滚珠丝杠副弹性变形的影响.结果表明,随着螺旋升角的增大,滚珠丝杠副的法向弹性变形量变化不大,而轴向弹性变形量减少,更有利于提高定位精度.     

用颗粒离散元法模拟筛分过程

基于颗粒离散元法的基本原理，采用VC＋＋．NET开发了筛分作业的二维离散元仿真程序SieveDEM，模拟系统由给料漏斗、筛分机和产品隔板等组成，入筛物料的粒度组成、给料量及筛分机的工作参数等均可人为设定，实现了筛分作业全过程的动态模拟．对模型筛分机的筛分试验进行了数值仿真，模拟结果真实地再现了入筛物料3种典型的运动透筛行为，模拟得到的筛分分配曲线同试验结果基本吻合．将筛面上物料的运动速度按矢量分解的方法划分为输送速度和透筛速度两部分，统计分析结果揭示了二者的波动现象，表明离散元法能够反映筛分过程的本质机理．     

散体单元法在连续介质力学中应用初探

本文介绍如何将散体单元法应用于连续介质力学中，并结合混凝土劈裂试件的断裂过程试验把散体单元块体本身的变形与块体间的叠合量联系起来，模拟从小变形到大变形的变化过程     

铝型材挤压有限元分析

应用弹塑性有限元法分析了非轴对称挤压过程及挤压模具在压力作用下的变形情况。分析计算的结果和生产实际相符。